პარასკევი, მარტი 29, 2024
29 მარტი, პარასკევი, 2024

ელემენტების მიგრაცია

ბავშვობაში კუმირი მყავდა – ადრიანო ჩელენტანო. რა მომწონდა მისი, ვერ გეტყვით – ერთი შეხედვით, არც გარეგნობა უვარგა, არც მისი ფილმები გამოირჩევა დიდი მხატვრული ღირებულებით და არც მუსიკა, მაგრამ ფაქტია, დღეს ის იტალიის ეროვნულ სიამაყეს წარმოადგენს, ხალხს უყვარს და შარმიც ნამდვილად აქვს.

რაკი ჩემი კუმირი იყო, მის შესახებ ყველაფერი ვიცოდი. რა თქმა უნდა, ისიც, რომ ფრენისა ეშინია და სამოგზაუროდ ყოველთვის ისეთ ტრანსპორტს ირჩევს, მიწაზე მყარად რომ იგრძნოს თავი.

თვითმფრინავით პირველად რვა წლისამ ვიფრინე – დედასთან ერთად ბათუმში გადავფრინდი. მერე შორი მანძილების დროც დადგა. ვიფიქრე, რა შესანიშნავი შეგრძნებაა, როდესაც ღრუბლების სწორი ხდები, ჩელენტანო ამაზე უარს რატომ უნდა ამბობდეს-მეთქი.

აფრენის წამი ყველაზე მეტად მიყვარს. ვგრძნობ, როგორ ვკრებთ სიმაღლეს და ჯერ ღრუბლებს ვუთანასწორდებით, შემდეგ მათ ბურუსში ვეხვევით და უცბად ზემოდან მოვექცევით. ფანჯრიდან ვიყურები და ღრუბლების ხალიჩაზე მივსრიალებ. თუმცა მხოლოდ ქიმიკოსმა იცის, რა ხდება გარეთ, ატმოსფეროში. იქ ელემენტების მიგრაციაა… ყველაფერი კი ლითოსფეროდან იწყება.

აქტიური მეტალები და არამეტალები თავისუფალი სახით გარემოში პრაქტიკულად არ გვხვდება. მათი უმეტესი ნაწილი მინერალების შემადგენლობაშია გაბნეული. ეს მინერალები ძირითადად სილიკატები და ალუმინსილიკატებია. თუმცა გვხვდება ისეთი მარილებიც, როგორიც კარბონატებია და უმთავრესად სტალაქტიტებისა და სტალაგმიტების სახით არის წარმოდგენილი. კარბონატები, როგორც ცნობილია, ნახშირმჟავას მარილებს წარმოადგენს. ყველა ჩამოთვლილი ნაერთი კი ჟანგბადის მარაგს წარმოქმნის ლითოსფეროში. ამ ნაერთებში ჟანგბადი ბმულ მდგომარეობაში იმყოფება. დედამიწის ქერქში ასეთი ნაერთების წილად 95% მოდის. SiO44-, ოთხი ატომი ჟანგბადისა და ერთი ატომი სილიციუმისგან შემდგარი ტეტრაედრული ჯგუფი, განსაკუთრებული მდგრადობით გამოირჩევა. იგივე ითქმის კარბონატულ დაჯგუფებაზეც CO32-.

ატმოსფეროში არსებული თავისუფალი ჟანგბადი მრავალ გეოქიმიურ პროცესში მონაწილეობს. მაგალითად, ზოგიერთი მეტალის თავისუფალი იონი დაჟანგვის შედეგად უხსნად ფორმებში გადადის:
4Fe2+ +3O2→ 2 Fe2O3 

ამ რეაქციას განსაკუთრებით მკაფიოდ შეამჩნევთ მინერალური წყლის სათავესთან, სადაც ხავსზე მოწითალო ფერის ნადები შეინიშნება. ეს ნადები რკინის (III) ოქსიდია, რომელიც აქ ჰაერის შემადგენლობაში შემავალი ჟანგბადით იჟანგება და უხსნად ფორმაში გადადის.

ზოგჯერ პირიქითაც ხდება – დაჟანგვის შედეგად ხსნადი ფორმები, სულფატები და სულფიდები, წარმოიქმნება:
S2- +2O2 →SO2-4

ჟანგბადის გლობალური ციკლის მნიშვნელოვანი ნაწილია ბიოტური პროცესი – მისი გამოყოფა ფოტოსინთეზის პროცესში და ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვა.

მწვანე მცენარეების მიერ გამოყოფილი ჟანგბადის უმეტესი ნაწილი ატმოსფეროსკენ მიემართება და მისი 30% ზღვებისა და ოკეანეების ფიტოპლანქტონის წილად მოდის. 

მოლეკულური წყალბადის უმეტესი ნაწილი ატმოსფეროში ვულკანური აირებიდან ხვდება, თუმცა მისი შემცველობა ატმოსფეროში დიდი არ არის, რადგან ძალიან მსუბუქი გაზია და ატმოსფეროს ქვედა ფენებში იფანტება. გარკვეული რაოდენობის წყალბადი მკვდარი ორგანული ნაშთების მიკრობიოლოგიური დაშლითაც გამოიყოფა, თუმცა ეს წყალბადი ატმოსფეროში არ ხვდება. მას თითქმის მთლიანად შთანთქავენ სხვა მიკროორგანიზმები, რომლებიც წყალბადს ნახშირორჟანგის, მეთანოლისა და მეთანის წარმოსაქმნელად იყენებენ (წყალსა და წყალბადზე დამატებითი ინფორმაცია მოიძიეთ ამ ლექციაში:

https://videochannel.iliauni.edu.ge/?p=3626
https://videochannel.iliauni.edu.ge/?p=3646
https://videochannel.iliauni.edu.ge/?p=3674)

აზოტის ერთ-ერთი დიდი რეზერვუარი დედამიწაზე ატმოსფეროა, თუმცა გეოსფეროშიც არის გავრცელებული. ატმოსფეროში აზოტი N2-ის სახით ინერტულ მდგომარეობაში იმყოფება და მისი შემცველობა 78%-ს შეადგენს.
არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ აზოტი შედის ცილების, ამინმჟავების შემადგენლობაში, ასე რომ, მკვდარი სხეულების დაშლისას გამოიყოფა. ინერტულობის გამო ცოცხალი ორგანიზმები მას ატმოსფეროდან ვერ ითვისებენ. თუმცა ატმოსფეროში ყოველთვის არის აზოტის ნაკლებად მდგრადი ნაერთები – მისი ოქსიდები და ამიაკიც.

ჟანგბადისგან განსხვავებით, მოლეკულური აზოტი ქიმიურად ინერტულია და ორგანიზმებს მისი პირდაპირი გზით ათვისება უჭირთ. აზოტის მოლეკულაში სამმაგი ბმის გაწყვეტას ენერგია სჭირდება (950კჯ/მოლი). თუმცა ბუნებაში ყოველთვის მიმდინარეობს პროცესები, რომელთა შედეგად აზოტის თერმოდინამიკულად უფრო არამდგრადი ფორმები, მაგალითად, მისი ოქსიდები წარმოიქმნება. ამ ოქსიდებიდან ატმოსფეროს წყლის ორთქლთან ურთიერთქმედების შედეგად მჟავები ფორმირდება, რაც მჟავა ნალექის წარმოქმნას იწვევს.

ზოგიერთ ბაქტერიას, რომელსაც აქვს ფერმენტი ნიტროგენაზა, შეუძლია აზოტის ფიქსირება და სხვადასხვა ფორმაში მისი გადაყვანა. ნიადაგებში კი მიმიდინარეობს ნიტრიფიკაციის პროცესები, რაც უზრუნველყოფს აზოტის გადაყვანას მცენარეებისთვის ადვილად ასათვისებელ ფორმებში, ნიტრიტებსა და ნიტრატებში. ისინი არ გროვდებიან ნიადაგში და მიწისქვეშა წყლები მათ ადვილად ჩარეცხავს.

ასე ხვდება აზოტი ცოცხალ ორგანიზმებში. მათი სიკვდილის შემდეგ კი ამინმჟავები ამიაკის, წყლისა და ნახშირორჟანგის წარმოქმნით იშლება. თუმცა ნიადაგში მიმდინარეობს საპირისპირო პროცესისიც – ნიტრიტებისა და ნიტრატებისგან მოლეკულური აზოტის ან მისი ნაერთების წარმოქმნა. 

დედამიწის ქერქში გოგირდი აღმოჩენილ იქნა შემდეგი ნაერთების სახით:
·კარბონილსულფიდი (COS);
· გოგირდნახშირბადი (CS2);
· მეთილმერკაპტანი (CH3SH);
· დიმეთილსულფიდი (CH3SCH3). 

გამოყოფილი გოგირდწყალბადის უდიდესი ნაწილი შთაინთქმება ფიტოტროფული ბაქტერიების მიერ და სულფატ იონად გარდაიქმნება. ბიოტური ნარჩენები ანუ მკვდარი ხრწნადი ორგანიზმები ასევე გამოყოფენ გოგირდს. ეს იმიტომ, რომ გოგირდი შედის რამდენიმე ამინმჟავას შემადგენლობაში და, შესაბამისად, ცილებშიც გვხვდება.

ატმოსფეროში გოგირდი იმ სულფატების სახითაა, რომლებიც აქ ზღვის წყლის ნაწილაკთა აეროზოლების მიგრაციის შედეგად მოხვდა. ატმოსფეროში წარმოქმნილი გოგირდის ოქსიდები წყალთან ურთიერთქმედებით წარმოქმნის მჟავებს და, ამის კვალობაზე, მჟავა ნალექებს. ნიადაგიდან (ზღვიდანაც) ატმოსფეროში გოგირდი გაზისებრი გოგირდწყალბადმჟავას სახით ვრცელდება. თუმცა აქ შეიძლება სხვა აქროლადი გოგირდშემცველი ნაერთებიც გამოთავისუფლდეს, მაგალითად, მეთილმერკაპტანები.

მჟავა ნალექებს დავუბრუნდები. ეკოლოგიურად ყველაზე სუფთა ადგილიდან აღებული წვიმის წყლის pH-იც კი არ არის ნეიტრალური. ამის მიზეზი ატმოსფეროში CO2-ის მუდმივი არსებობა გახლავთ. ეს ოქსიდი მჟავა ბუნებისაა, შესაბამისად, წყალშიც (ატმოსფეროს წყლის წვეთებში) კარგად იხსნება და ნახშირმჟავას წარმოქმნის. ნახშირმჟავა სუსტი მჟავაა, იოლად დისოცირდება, თუმცა პროცესი შექცევადია და ამიტომ მისი გარკვეული რაოდენობა ატმოსფეროში მუდამ არსებობს. სწორედ ამით არის განპირობებული, რომ ნებისმიერ ადგილას შეგროვებული წვიმის წყალი ყოველთვის ოდნავ მჟავა ბუნებისაა.

დედამიწის სხვადასხვა ადგილას აღებული წვიმის წყლის pH მაჩვენებელი, 2012 წლის მონაცემებით, საკმაოდ მერყევი აღმოჩნდა: 2 ≤ pH ≥9.

ფოსფორი ლითოსფეროში უმთავრესად შემდეგ მინერალებში გვხვდება: აპატიტში – Са5[PO4]3(F, Cl, ОН), ფოსფორიტში, რკინის ფოსფატში, ალუმინის ფოსფატში.

ფოსფორის მინერალების თანმხლებია მძიმე მეტალების იონები: ქრომი, კადმიუმი, კალა, ვერცხლისწყალი, ურანი. ამ მინერალების გაბნევას მძიმე მეტალების გამოთავისუფლება სდევს თან. ფოსფორის რეზერვუარს ლითოსფეროს შემდეგ ოკეანე წარმოადგენს.

ამას წინათ მეგობართან საუბრისას ვთქვი, ფრენისას ჩამოვარდნის თეორიული შესაძლებლობა ყოველთვის არსებობს და ამ დროს ხელსაც კი არ გავანძრევ, რაც მოსახდენია, მშვიდად შევხვდები-მეთქი. მისაყვედურა – ასე ნუ ფიქრობ, თორემ ფიქრმა ახდენა იცის, ბედს ნუ გამოცდიო. ეგებ მართალიც იყოს, ამიტომ ფრენისას შესაძლო კატასტროფაზე კი არა, იმ ელემენტების მოლეკულებზე ვიფიქროთ, ჩვენთან ერთად ჰაერში რომ დაფარფატებენ. მართალია, ვერ ვხედავთ, მაგრამ ისინი იქ არიან, ჩვენთან ერთად, და განუწყვეტლივ მოძრაობენ ლითოსფეროსა და ატმოსფეროს შორის.

კომენტარები

მსგავსი სიახლეები

ბოლო სიახლეები

ვიდეობლოგი

ბიბლიოთეკა

ჟურნალი „მასწავლებელი“

შრიფტის ზომა
კონტრასტი